Nghiên cứu mới của nhóm các nhà khoa học tại Đại học Hebrew cho thấy, gen vgll3 đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy tăng trưởng nhanh và dậy thì sớm, nhưng đồng thời có thể rút ngắn tuổi thọ và gia tăng nguy cơ bệnh tật khi về già.

Công trình được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu quốc tế do Tiến sĩ Eitan Moses, Tiến sĩ Marva Bergman và Giáo sư Itamar Harel thuộc Đại học Hebrew dẫn đầu, với sự tham gia của các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Technion-Israel và Đại học East Anglia (Vương quốc Anh). Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Gen vgll3 (Vestigial-like family member 3) là một gen điều hòa có vai trò kiểm soát sự tăng trưởng và thời gian phát triển ở nhiều loài sinh vật. Trước đây, gen này từng được xác định có liên quan đến tuổi dậy thì và quá trình trưởng thành về mặt sinh dục.

Theo các nhà khoa học, vgll3 ảnh hưởng đến nhiều con đường sinh học liên quan đến sự phát triển tế bào, điều hòa hormone và hình thành mô. Vì vậy, đây được xem là một trong những mắt xích quan trọng giúp giải thích cách cơ thể cân bằng giữa tăng trưởng, sinh sản và sức khỏe lâu dài.

Để tìm hiểu chức năng của gen này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng cá killi ngọc lục bảo châu Phi (African turquoise killifish), loài cá vốn có tuổi thọ ngắn và thường được dùng làm mô hình nghiên cứu lão hóa. Nhờ vòng đời chỉ kéo dài vài tháng, các nhà khoa học có thể quan sát nhanh những thay đổi liên quan đến quá trình già hóa.

Sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR, các nhà nghiên cứu đã thay đổi hoạt động của vgll3 và theo dõi tác động của nó trong suốt vòng đời của cá.

Kết quả cho thấy, những cá thể mang gen vgll3 đã được chỉnh sửa phát triển nhanh hơn và đạt độ trưởng thành sinh dục sớm hơn so với nhóm đối chứng. Đây là những đặc điểm có thể mang lại lợi thế sinh sản trong môi trường tự nhiên.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng phát hiện những lợi thế này đi kèm với nhiều hệ quả bất lợi về lâu dài.

Những con cá tăng trưởng nhanh có tuổi thọ ngắn hơn và xuất hiện nhiều bệnh lý liên quan đến tuổi tác. Đáng chú ý, một số cá thể phát triển các khối u tương tự ung thư hắc tố, dạng ung thư da nguy hiểm ở người.

Các phân tích chuyên sâu cho thấy gen vgll3 tác động đến nhiều quá trình sinh học nền tảng như phân chia tế bào, hoạt động của tế bào gốc và cơ chế sửa chữa DNA. Đây đều là những hệ thống thiết yếu giúp cơ thể phát triển, duy trì mô và phục hồi tổn thương.

Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy khi các cơ chế này duy trì hoạt động ở mức cao trong thời gian dài, chúng có thể làm gia tăng tổn thương tích lũy trong cơ thể, từ đó góp phần thúc đẩy quá trình lão hóa và hình thành bệnh tật.

Giáo sư Itamar Harel nhận định, những phát hiện mới cho thấy ung thư có thể bắt nguồn từ chính các hệ thống sinh học vốn giúp cơ thể phát triển khỏe mạnh trong giai đoạn đầu đời.

“Điều hấp dẫn – và hơi đáng sợ – là căn bệnh ung thư mà chúng ta thấy ở những con cá này không phải là một tai nạn ngẫu nhiên. Nó là chiếc bóng trực tiếp từ sức sống thanh xuân của chúng. Chính bộ máy từng thúc đẩy một tế bào xây dựng nên một cơ thể trẻ trung lại đang chiếm quyền điều khiển hệ thống để hình thành một khối u ở cơ thể già nua”, ông nói.

Do vgll3 có liên quan đến tuổi dậy thì và quá trình điều hòa hormone, các nhà nghiên cứu cho rằng phát hiện này có thể góp phần làm sáng tỏ mối liên hệ giữa sự phát triển của cơ thể với các bệnh liên quan đến tuổi tác ở người, bao gồm cả ung thư.

Tuy vậy, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng công trình hiện mới được thực hiện trên mô hình động vật. Vì thế, vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu để xác định liệu những cơ chế tương tự có tồn tại ở con người hay không.

Trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ tập trung tìm hiểu liệu có thể vừa duy trì những lợi ích mà vgll3 mang lại trong giai đoạn đầu đời, đồng thời hạn chế các tác động bất lợi xuất hiện khi cơ thể già đi hay không.

Nếu thành công, hướng nghiên cứu này có thể mở đường cho các chiến lược mới trong phòng ngừa ung thư, làm chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ khỏe mạnh.